2005年全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽初賽試卷7

余敬忠教案集 化學(xué)競(jìng)賽培訓(xùn) 2005年4月27日星期三2005年全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽初賽模擬試卷（57）第第題（4分）1MoHTcn（2分）2UubFm6He（2分）題（4分）1锝在自然界不存在，是用人工方法制備的第一個(gè)元素，锝的希臘文的原意是“人工制造”的意思。1937年美國(guó)加利福尼亞洲立大學(xué)的意大利教授B. Segere和C. Perrier，用能量約500萬(wàn)電子伏特的氘核轟擊質(zhì)量數(shù)為96的Mo而制得。請(qǐng)寫出核反應(yīng)方程式。2放射性Uub的一個(gè)原子經(jīng)過(guò)6次衰變（每次衰變都放出一個(gè)相同粒子）后，得到比較穩(wěn)定的第100號(hào)元素鐨（Fm）的含153個(gè)中子的核素。請(qǐng)寫出核反應(yīng)方程式。第第題（6分）1Na2S2O3Cl2H2O2NaClH2SO4S S3Cl24H2OH2SO46HCl（各1.5分）2用pH試紙（或其它試劑）檢驗(yàn)H；BaCl2檢驗(yàn)SO42；AgNO3檢驗(yàn)Cl（各1分）題（6分）把適量Cl2通入Na2S2O3溶液中，總是先出現(xiàn)白色渾濁，繼而白色渾濁消失呈無(wú)色溶液。1寫出上述反應(yīng)方程式；2如何檢驗(yàn)反應(yīng)中新生成的離子？第第題（8分）1NaClO、NaCl CH3COOOH（各1.5分）22NaOHCl2NaClONaClH2OCH3COOHH2O2CH3COOOHH2O（各1分）3ClOCl2HCl2H2O（1分）CH3COOOHH2OCH3COOHH2O2（0.5分）ClOH2O2ClO2H2O（1分） 2H2O22H2OO2（0.5分）題（8分）某人買了兩瓶消毒液，不小心將兩種液體混在一起，結(jié)果劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量有色氣體而使人中毒。收集產(chǎn)生的氣體，通入NaOH溶液中，氣體僅部分吸收，剩余無(wú)色氣體。用pH試紙測(cè)量2瓶消毒液：甲瓶中消毒液pH12，乙瓶中消毒液pH2，且都能很快使pH試紙變白。1寫出2瓶消毒液的主要成分；2寫出制備這2種消毒液的化學(xué)方程式；3寫出這2種消毒液間反應(yīng)的化學(xué)方程式。第第題（6分）1（2分）2LA的羧基與賴氨酸殘基的氨基通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合，以酰胺鍵的形式存在。（2分）3螯合金屬離子，預(yù)防重金屬中毒（2分）題（6分）硫辛酸（LA）被譽(yù)為“萬(wàn)能抗氧劑”，是已知天然抗氧劑中效果最強(qiáng)的一種，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如右圖。動(dòng)植物組織中LA通常與蛋白質(zhì)分子中賴氨酸（C6H14N2O2）結(jié)合。LA含量最高的植物是菠菜；在動(dòng)物體內(nèi)肝臟和腎臟組織中LA含量最高。LA是代謝性抗氧劑，在生物體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為（DHLA）。1畫出DHLA的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；2LA與賴氨酸間是通過(guò)什么作用力，以什么形式存在的？3LA和DHLA除了清除體內(nèi)自由基和活性氧外，還會(huì)有什么重要作用？第第題（7分）1利用14C的放射性考古斷代；12C可作為相對(duì)原子質(zhì)量的基準(zhǔn)（各1.5分）2（2分）3 （2分）題（7分）揭示原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的奧秘，有助于理解我們所處的物質(zhì)世界。1某元素原子共有3種能量不同的電子，核外電子占有的軌道總數(shù)是4個(gè)，該元素有多種同位素，在科學(xué)上均有重要的應(yīng)用，任寫出其中2種用途。21909年，盧瑟福等人用粒子做了著名的實(shí)驗(yàn)，從而提出原子結(jié)構(gòu)的行星模型，畫出能正確表示這種模型的簡(jiǎn)圖。3古代哲學(xué)家們也形成了不少有關(guān)物質(zhì)構(gòu)成的觀點(diǎn)。例如，我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的惠施認(rèn)為物質(zhì)是無(wú)限可分的；而同時(shí)期的墨子則認(rèn)為如果物質(zhì)不存在被分割的條件，物質(zhì)就不能被無(wú)限分割?；菔┑挠^點(diǎn)可用下圖表示： 請(qǐng)你用相同的圖示方法表示墨子的觀點(diǎn)：_。第第題（10分）1X分子中N、O原子個(gè)數(shù)比為12，正好全部以NO2形式存在（1分）X的相對(duì)分子質(zhì)量為79.05n（n為硝基個(gè)數(shù)，其中碳?xì)洳糠窒鄬?duì)分子質(zhì)量33.04），討論n1時(shí)，不存在合理的化學(xué)式n2時(shí)，化學(xué)式為C5H6(NO2)2 不存在合理的常見烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；n3時(shí)，化學(xué)式為C8H3(NO2)3 不存在合理的常見烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；n4時(shí)，化學(xué)式為C10H12(NO2)4 存在合理的常見烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：金剛烷（C10H16）n5，6，7都不存在合理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（2分）Y： X：（各1.5分）26 12（各1分）3C10H12N4O82CO8C6H2O2N2（2分）題（10分）烴的很多硝基衍生物（如TNT）可作為炸藥，X是某常見烴Y的硝化產(chǎn)物，其中N、O元素含量分別為17.7%、40.5% M，核磁共振表明X分子中所有H原子都等價(jià)。1通過(guò)推理，畫出X、Y的最合理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；2Y有 種構(gòu)造異構(gòu)體；如果考慮立體異構(gòu)體，則共有 種；3寫出X發(fā)生爆炸時(shí)的反應(yīng)方程式。第第題（7分）1MA0.1591000/0.100025.0063.6g/mol（1.5分）A：Cu B：CuCl2 C：CuCl D：H2CuCl3（或HCuCl2或H3CuCl4）（各1分）2CuCl2CuCl2 2CuCl22CuClCl2 CuCl2HClH2CuCl3（各0.5分）題（7分）某不活潑金屬A重0.159g，在氯氣中燃燒后得B，所得到產(chǎn)物經(jīng)高溫灼燒，恒重后得C，溶于濃鹽酸中得到黃色溶液D。B經(jīng)高溫灼燒時(shí)所得氣體通入KI溶液后，再用0.1000mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗25.00mL Na2S2O3溶液。1通過(guò)計(jì)算寫出A、B、C、D的化學(xué)式。2寫出由A變成D的化學(xué)反應(yīng)方程式。第第題（13分）1A：CONHCH2 B：CH3CH2NH2 C：RSO2NHCH2CH3 D：COClE：RSO2（各1分）2N對(duì)甲基芐基N苯甲?；郾揭蚁┗酋０窐渲?分）3作為B與D反應(yīng)合成A的載體，實(shí)現(xiàn)固相合成（1分）4V1.256nm3，M（C15H15NO）225.29g/mol ZVNA/M4.00（3分）一個(gè)晶胞中的原子數(shù)：432128（1分）5N與CO形成共軛鍵；N上氫與另一分子CO形成氫鍵，促進(jìn)sp2（各1分）題（13分）取代的酰胺是一類具有高生物活性的化合物。N對(duì)甲基芐基苯甲酰胺（A）的合成路線如圖式所示：聚苯乙烯磺酰氯樹脂（RSO2Cl）在吡啶的存在下B反應(yīng)得到樹脂C，用D酰化后得到樹脂E。樹脂E在TiCl4/Zn/THF自由基體系條件下解脫，得到結(jié)晶性的N對(duì)甲基芐基苯甲酰胺（A）。CEA1寫出AE各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；2系統(tǒng)命名法命名E；3聚苯乙烯磺酰氯樹脂在合成A的作用是什么？4A的晶體屬于正交晶系，晶胞參數(shù)：a0.955nm，b1.117nm，c1.177nm，1.192g/cm3，計(jì)算在一個(gè)晶胞中有幾個(gè)原子。5A的晶體結(jié)構(gòu)中N原子的sp2雜化趨勢(shì)非常大，主要受到哪2個(gè)因素的影響？第第題（13分）1A：NaF B：NH4Cl SiO2（各1分）2過(guò)濾洗滌、蒸發(fā)濃縮（各1分，不寫洗滌不給分）3必須保證H2SiF6能全部反應(yīng)，否則在進(jìn)行反應(yīng)(2)時(shí)H2SiF6將與NaCl反應(yīng)，生成Na2SiF6沉淀，混入NaF中影響NaF質(zhì)量（1分）多余的NH4HCO3再用H2SO4中和，生成(NH4)2SO4溶液，最后進(jìn)入氯化銨副產(chǎn)品中（1分）NaCl要求和濾液中的NH4F物質(zhì)的量11（1分）4（1）H2SiF6NH4HCO36NH4FSiO26CO2（1.5分）（2）NH4FNaClNaFNH4Cl（0.5分）5（1）CaF2Na2CO32NaFCaCO3（1分）（2）用水浸出（1分）（3）題干方法產(chǎn)品純度高，成本低，具有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)（1分）題（13分）氟硅酸是濕法磷肥廠的副產(chǎn)品，可用于制氟化鋁、氟硅酸鈉或氟化鈉。氟化鈉是一種重要的氟鹽，水在溶解度度為4g（20），主要用作農(nóng)業(yè)殺菌劑、殺蟲劑、木材防腐劑。右圖所示以氟硅酸為原料制取氟化鈉的流程圖：1圖中A、B是2種產(chǎn)品，分別是 、 ，另一種產(chǎn)品白炭黑的化學(xué)成分是 。2流程中C、D步驟的操作分別是 、D 。3流程中NH4HCO3的用量必須過(guò)量，為什么？過(guò)量的NH4HCO3如何處理？對(duì)另一反應(yīng)物NaCl的用量也有什么要求？4寫出反應(yīng)（1）、（2）的化學(xué)方程式；5NaF也可以用螢石和純堿熔融制備（1）寫出反應(yīng)方程式；（2）如何分離得到產(chǎn)品；（3）比較兩種制備的NaF產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。第第題（13分）1（1）Cu21.57104mol/L OH1.18108mol/L pH6.1Zn21.53104mol/L OH2.80107mol/L pH7.4（各1分）（2）廢水成分復(fù)雜且含有許多有機(jī)化合物，有機(jī)配體與部分金屬離子結(jié)合，這部分金屬離子不能用氫氧化物法去除，從而使理論計(jì)算和實(shí)際結(jié)果差異較大。（1分）（3）銅離子可以形成多羥基配合物，當(dāng)溶液堿性較強(qiáng)時(shí)，氫氧化銅沉淀又會(huì)以配合物離子的形式進(jìn)入溶液；氫氧化鋅具有兩性，當(dāng)溶液堿性強(qiáng)時(shí)也會(huì)重新進(jìn)入溶液。（2分）2（1）陰極：Fe2eFe2 陽(yáng)極：2H2eH2 4HO24e2H2O（各1分）（2）電極反應(yīng)中得到的新生態(tài)的氫（H）具有較大活性，能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原作用，起到消除配體的作用；陽(yáng)極的鐵發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2（進(jìn)一步氧化為Fe3），F(xiàn)e2（Fe3）在后續(xù)沉淀實(shí)驗(yàn)的堿性條件下形成具有較高絮凝吸附活性的絮凝劑，使沉淀反應(yīng)生成的沉淀物更加有效地沉淀下去。（2分）（3）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)體系的pH值升高，銅也會(huì)在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成金屬單質(zhì)被吸附或截留在反應(yīng)體系中。（1分）3形成硫化物的沉淀法：pH8時(shí)加入Na2S進(jìn)行沉淀（2分）題（13分）在很多農(nóng)藥的生產(chǎn)過(guò)程中，銅鹽、鋅鹽作為催化劑，部分殘留于母液中而產(chǎn)生了含金屬離子銅、鋅的廢水。銅、鋅離子在水體、土壤中的累積會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生嚴(yán)重污染，必須采用適當(dāng)方法去。目前國(guó)內(nèi)對(duì)重金屬離子的去除主要采用沉淀法、電解化學(xué)法等，將其濃度降到10mg/L，稀釋10倍后排放。1氫氧化物沉淀法：取一定量含銅、鋅廢水，用NaOH溶液調(diào)節(jié)廢水pH，反應(yīng)一定時(shí)間后過(guò)濾或離心分離，取濾液酸化后測(cè)定金屬離子的濃度。已知：KspCu(OH)22.21020；KspZn(OH)21.21017（1）分別計(jì)算調(diào)節(jié)pH為多少時(shí)，濾液中Cu2、Zn2的含量可達(dá)標(biāo)；（2）將pH調(diào)節(jié)到上題的計(jì)算值，實(shí)際檢測(cè)到Cu2、Zn2的含量還是嚴(yán)重超標(biāo)，請(qǐng)問(wèn)可能是什么原因？（3）適當(dāng)增加幾個(gè)pH值單位，檢測(cè)到濾液中銅、鋅的含量有所下降；但再增加pH值，則檢測(cè)到濾液中銅、鋅的含量上升很多，請(qǐng)問(wèn)銅、鋅含量升高的原因是什么？2微電解沉淀法：取含銅、鋅廢水，放入FeC電極，通空氣，用濃H2SO4調(diào)溶液pH2，每20min取樣加飽和石灰乳調(diào)pH89，攪拌后抽濾，取濾液分析測(cè)定金屬離子的濃度。（1）寫出1個(gè)陽(yáng)極和2個(gè)陰極反應(yīng)方程式（2）本法與氫氧化物沉淀法的共同之處是最后調(diào)節(jié)pH進(jìn)行沉淀，但該法檢測(cè)到Cu2、Zn2的含量比上法低的多，可能是什么原因，說(shuō)明2點(diǎn)？（3）本法檢測(cè)結(jié)果Cu2比Zn2的含量低得多（約1/12），可能是什么原因？3請(qǐng)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果和操作運(yùn)行成本考慮，再提出一種消除銅、鋅離子的實(shí)驗(yàn)方法第第題（13分）1A： B：（各1分）2VO17；C中有1個(gè)B配體（B，OH的H電離）（1分）C的相對(duì)分子質(zhì)量為414.2，扣除V、B后為79.0，還應(yīng)有CH3OH、O等配位（1分）配合物中V為4，應(yīng)有1個(gè)配位O，還應(yīng)有CH3OH和CH3O（1分）C：C16H17N3O7V（1分） （2分）33（1分）4（1分）5Vabcsin1.779nm3 ZM/NAV1.55g/cm3（3分）題（13分）對(duì)硝基苯甲酸乙酯中滴加水合肼可得對(duì)硝基苯甲酰肼固體粉末A；將水楊醛滴加到A中可得水楊醛縮對(duì)硝基苯甲酰腙固體粉末B。將B溶解于甲醇溶劑中，加入VO(Ac)2甲醇